(57)【要約】【課題】  密度が全体にほぼ均一な厚肉成形品を確実に成形する。【解決手段】  キャビティ６に対して進退するプランジャ７の外周面とキャビティ６の内周面との間にプランジャ進退方向に延びてキャビティ６に連通する導入ゲート９をプランジャ周方向に連続して設ける。溶融樹脂を導入ゲート９を経てキャビティ６に射出充填することにより、この充填圧でプランジャ７をキャビティ容積が成形すべき厚肉成形品の体積に相当するまで後退させ、所定肉厚の厚肉成形品を成形する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形型のキャビティに溶融樹脂を射出して所定肉厚の厚肉成形品を成形する成形方法であって、
上記キャビティに対して進退するプランジャの外周面とキャビティの内周面との間にプランジャ周方向に断続又は連続して設けられるとともにプランジャ進退方向に延びてキャビティに連通する導入ゲートを経て溶融樹脂をキャビティに射出充填することにより、この充填圧で上記プランジャをキャビティ容積が成形すべき厚肉成形品の体積に相当するまで後退させ、所定肉厚の厚肉成形品を成形することを特徴とする厚肉成形品の成形方法。
【請求項２】
請求項１記載の厚肉成形品の成形方法において、
プランジャは、溶融樹脂射出前の状態でキャビティに進出してキャビティ容積を減少しており、溶融樹脂の充填圧で後退してキャビティ容積が成形すべき厚肉成形品の体積に相当すると後退動作を停止し、その後、溶融樹脂の冷却による収縮に伴って進出し、しかる後、後退して厚肉成形品の脱型に備えることを特徴とする厚肉成形品の成形方法。
【請求項３】
成形型のキャビティに溶融樹脂を射出して所定肉厚の厚肉成形品を成形する成形装置であって、
上記キャビティの一端側にキャビティに対して進退可能に設けられたプランジャと、
このプランジャの外周面と上記キャビティの内周面との間にプランジャ周方向に断続又は連続して設けられるとともにプランジャ進退方向に延びてキャビティに連通する導入ゲートと、
上記キャビティの一端側に上記プランジャを取り囲むようにかつ上記導入ゲートと連通するように設けられスプルを介して射出装置に接続されるリング状流路と、
上記プランジャを進退させ、進出状態のプランジャが上記導入ゲートを経てキャビティに射出充填される溶融樹脂の充填圧で後退するようにプランジャの進出力が上記充填圧よりも低く設定された進退作動手段と、
溶融樹脂の射出充填により上記プランジャが後退してキャビティ容積が成形すべき厚肉成形品の体積に相当すると上記プランジャがそれ以降後退しないように上記進退作動手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする成形装置。
【請求項４】
請求項３記載の成形装置において、
導入ゲートの少なくともスプル側には溶融樹脂の流通を制限する制限手段が設けられていることを特徴とする成形装置。
【請求項５】
請求項４記載の成形装置において、
制限手段は、リング状流路近傍のキャビティ内周面からプランジャ側に向って突設されたリング状突出部であることを特徴とする成形装置。
【請求項６】
請求項３，４又は５記載の成形装置において、
制御手段は、溶融樹脂射出前の状態でキャビティ容積を減少するように進退作動手段にプランジャ進出指令を出力する第１制御部と、
キャビティ容積が成形すべき厚肉成形品の体積に相当すると上記進退作動手段にプランジャ停止指令を出力する第２制御部と、
溶融樹脂の冷却による収縮に伴って進出するように上記進退作動手段にプランジャ進出指令を出力する第３制御部と、
厚肉成形品を脱型するために上記進退作動手段にプランジャ後退指令を出力する第４制御部とを備えていることを特徴とする成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、成形型のキャビティに溶融樹脂を射出して所定肉厚の厚肉成形品を成形する成形方法及び成形装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、成形型のキャビティにピストン状の可動片をエアシリンダの伸縮作動により進退可能に配置し、溶融樹脂を上記可動片と対向するゲートからキャビティに射出充填することにより、この充填圧で上記可動片をキャビティ容積が成形すべき厚肉成形品の体積に相当するまで後退させ、所定肉厚の厚肉成形品を成形する成形方法及び成形装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平３−１３８１２２号公報（第３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記の特許文献１の場合、キャビティ容積は可動片の後退量に見合った分だけ増大するため、可動片を後退させる充填圧は可動片の後退が進むに従って強くなり、その結果、後から充填された溶融樹脂の密度が先に充填された溶融樹脂の密度よりも高くなって厚肉成形品の両端部分で大きな密度差が生じ、成形された厚肉成形品の品質が低下する。この現象は厚肉成形品が長尺（厚肉）になればなるほど顕著になる傾向がある。また、充填される溶融樹脂は、充填が後になればなるほど高充填圧が必要で充填し辛くなり、成形に支障を来すおそれがある。
【０００４】
この発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、密度が全体にほぼ均一な厚肉成形品を確実に成形することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するため、この発明は、溶融樹脂の充填の仕方を工夫したことを特徴とする。
【０００６】
具体的には、この発明は、成形型のキャビティに溶融樹脂を射出して所定肉厚の厚肉成形品を成形する成形方法及び成形装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。
【０００７】
すなわち、請求項１及び２に記載の発明は、前者の成形方法に関するものであり、そのうち、請求項１に記載の発明は、上記キャビティに対して進退するプランジャの外周面とキャビティの内周面との間にプランジャ周方向に断続又は連続して設けられるとともにプランジャ進退方向に延びてキャビティに連通する導入ゲートを経て溶融樹脂をキャビティに射出充填することにより、この充填圧で上記プランジャをキャビティ容積が成形すべき厚肉成形品の体積に相当するまで後退させ、所定肉厚の厚肉成形品を成形することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、プランジャは、溶融樹脂射出前の状態でキャビティに進出してキャビティ容積を減少しており、溶融樹脂の充填圧で後退してキャビティ容積が成形すべき厚肉成形品の体積に相当すると後退動作を停止し、その後、溶融樹脂の冷却による収縮に伴って進出し、しかる後、後退して厚肉成形品の脱型に備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項３〜６に記載の発明は、後者の成形装置に関するものであり、そのうち、請求項３に記載の発明は、上記キャビティの一端側にキャビティに対して進退可能に設けられたプランジャと、このプランジャの外周面と上記キャビティの内周面との間にプランジャ周方向に断続又は連続して設けられるとともにプランジャ進退方向に延びてキャビティに連通する導入ゲートと、上記キャビティの一端側に上記プランジャを取り囲むようにかつ上記導入ゲートと連通するように設けられスプルを介して射出装置に接続されるリング状流路と、上記プランジャを進退させ、進出状態のプランジャが上記導入ゲートを経てキャビティに射出充填される溶融樹脂の充填圧で後退するようにプランジャの進出力が上記充填圧よりも低く設定された進退作動手段と、溶融樹脂の射出充填により上記プランジャが後退してキャビティ容積が成形すべき厚肉成形品の体積に相当すると上記プランジャがそれ以降後退しないように上記進退作動手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、導入ゲートの少なくともスプル側には溶融樹脂の流通を制限する制限手段が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、制限手段は、リング状流路近傍のキャビティ内周面からプランジャ側に向って突設されたリング状突出部であることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項３，４又は５に記載の発明において、制御手段は、溶融樹脂射出前の状態でキャビティ容積を減少するように進退作動手段にプランジャ進出指令を出力する第１制御部と、キャビティ容積が成形すべき厚肉成形品の体積に相当すると上記進退作動手段にプランジャ停止指令を出力する第２制御部と、溶融樹脂の冷却による収縮に伴って進出するように上記進退作動手段にプランジャ進出指令を出力する第３制御部と、厚肉成形品を脱型するために上記進退作動手段にプランジャ後退指令を出力する第４制御部とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１及び３に係る発明によれば、溶融樹脂の充填圧でプランジャが後退すると導入ゲートも後退するため、キャビティ容積はプランジャの後退量に導入ゲートの後退量を加えた分だけ増大することになり、プランジャの後退量に見合った分しかキャビティ容積が増大しない場合に比べて大きな密度差が生じず、しかも、充填初期と充填終期とで充填圧に大きな差が生じないので、密度が全体にほぼ均一で品質の良好な厚肉成形品を確実に得ることができる。
【００１４】
請求項２及び６に係る発明によれば、プランジャを成形段階に応じて進退させるだけで厚肉成形品を簡単に得ることができる。
【００１５】
請求項４及び５に係る発明によれば、プランジャ周りで導入ゲートを通過する溶融樹脂の圧力差が均等化されてプランジャの傾倒が防止されるため、溶融樹脂の充填圧によるプランジャの後退動作に支障を来さないようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１〜図３はこの発明の一実施形態に係る成形装置を示す。この成形装置は、固定盤１に保持された固定型２と、可動盤３に保持された可動型４とからなる成形型５を備え、この成形型５の型閉じ状態で上記固定型２と可動型４との間に断面円形空間の縦長のキャビティ６が形成されるようになっている。
【００１８】
上記キャビティ６の一端側である下端側には、円柱状のプランジャ７がキャビティ６に対して進退可能に配置され、このプランジャ７は、上記可動型４下端に固着された進退作動手段としての油圧シリンダ８のピストンロッド８ａ先端に連結され、油圧シリンダ８の伸縮作動により上下方向に進退するようになっている。
【００１９】
上記プランジャ７の外周面と上記キャビティ６の内周面との間には、導入ゲート９がプランジャ周方向に連続して設けられるとともにプランジャ進退方向に延びてキャビティ６に連通するように円環状に設けられている。
【００２０】
上記キャビティ６の一端側である下端側には、キャビティ６よりも大径のリング状流路１０が上記プランジャ７を取り囲むようにかつ上記導入ゲート９と連通するように円環状に設けられ、このリング状流路１０は上記固定型２に貫通形成されたスプル１１を介して射出装置１２の射出ノズル１３に接続されるようになっている。
【００２１】
上記導入ゲート９下端には、制限手段としてのリング状突出部１４が上記リング状流路１０近傍のキャビティ６内周面からプランジャ７側に向って突設され、上記射出装置１２から射出ノズル１３を経てリング状流路１０に射出された溶融樹脂の流通を制限するようになっている。このリング状突出部１４は、成形型５のパーティングラインを境に２分割されて各々固定型２及び可動型４に嵌着された２つの半割部材１４ａで構成されているが、導入ゲート９の全周で溶融樹脂の流通が均等に行われるのであれば、導入ゲート９のスプル１１側にだけ設けられていてもよい。また、リング状突出部１４の突出量をスプル１１に近い側で大きく突出させ、遠い側では小さく突出させるようにしてもよい。さらに、また、上記リング状流路１０は半割部材１４ａを固定型２及び可動型４の一部で一体に構成してもよい。そして、このリング状突出部１４がない場合には、リング状流路１０に射出された溶融樹脂はスプル１１に近い方が先に上昇し遠い方が遅れて上昇する傾向にあるが、リング状突出部１４があることにより、この上昇速度差を極力減少させてプランジャ７がスムーズに下降できるようにその傾倒を防止することができる。また、プランジャ７の全周から均等に溶融樹脂をキャビティ６に射出できるので、全体に亘って密度が均一な厚肉成形品を形成することができる。
【００２２】
上記リング状流路１０の下端には、円環状のストッパ１５が嵌着され、このストッパ１５に上記プランジャ７が摺接して溶融樹脂が下方に漏出しないようにしている。また、ストッパ１５は、プランジャ７が進出した際、プランジャ７下端に張出し形成されたフランジ部７ａが当接してそれ以降プランジャ７が進出しないように進出限界位置を設定するようになっている。このストッパ１５も、上記リング状突出部１４と同様に、成形型５のパーティングラインを境に２分割されて各々固定型２及び可動型４に嵌着された２つの半割部材１５ａで構成されているが、半割部材１５ａを固定型２及び可動型４の一部で一体に構成してもよい。
【００２３】
上記プランジャ７の外周縁部は５ｍｍ程度のアールで面取り加工が施されているとともに、その先端面（上端面）はフラット面に形成されている。この面取り加工により、乱流を生じ難くしていて、導入ゲート９からプランジャ７の先端面（上端面）に溶融樹脂が滑らかに導かれるようになっているとともに、成形後にプランジャ７が厚肉成形品から容易に外れるようになっている。また、プランジャ７先端面（上端面）が対向する固定型２及び可動型４の上端部分は、成形後の厚肉成形品を簡単に脱型できるように１°〜３°程度の傾斜角θが設けられている。
【００２４】
上記油圧シリンダ８は給排ホース１６で油圧装置１７に接続され、この油圧装置１７には、溶融樹脂の樹脂圧に応じて油圧を調整する調整弁１８が設けられている。
【００２５】
上記可動型４のリング状突出部１４近傍には、プランジャ７の進出限界位置を検出する第１センサ１９が設けられ、上記固定型２の下端側には、プランジャ７の後退限界位置を検出する第２センサ２０が設けられている。また、油圧シリンダ８にはその油圧を検出する圧力センサ２１が設けられている。これらセンサ１９，２０，２１は制御手段としてのコントローラ２２にそれぞれ接続されているとともに、コントローラ２２は上記射出装置１２、油圧装置１７及び調整弁１８に接続され、コントローラ２２は、上記センサ１９，２０，２１からの検出信号に基づき上記射出装置１２、油圧装置１７及び調整弁１８を制御するように構成されている。
【００２６】
上記油圧シリンダ８は、進出状態の上記プランジャ７が導入ゲート９を経てキャビティ６に射出充填される溶融樹脂の充填圧で後退するようにプランジャ７の進出力が上記充填圧よりも低く設定されている。そして、上記コントローラ２２は、溶融樹脂の射出充填により上記プランジャ７が後退してキャビティ容積が成形すべき厚肉成形品の体積に相当すると上記プランジャ７がそれ以降後退しないように油圧装置１７に制御信号を出力して上記油圧シリンダ８を伸縮作動を制御するようになっている。
【００２７】
具体的には、上記コントローラ２２は第１〜４制御部２３〜２６を内蔵し、上記第１制御部２３は、溶融樹脂射出前の状態でキャビティ容積を減少するように油圧シリンダ８に油圧装置１７を介してプランジャ進出指令を出力するようになっている。上記第２制御部２４は、キャビティ容積が成形すべき厚肉成形品の体積に相当すると上記油圧シリンダ８に油圧装置１７を介してプランジャ停止指令を出力するようになっている。上記第３制御部２５は、溶融樹脂の冷却による収縮に伴って進出するように上記油圧シリンダ８に油圧装置１７を介してプランジャ進出指令を出力するようになっている。上記第４制御部２６は、厚肉成形品を脱型するために上記油圧シリンダ８に油圧装置１７を介してプランジャ後退指令を出力するようになっている。なお、圧力センサ２１はキャビティ６、導入ゲート９又はリング状流路１０に設けてもよい。
【００２８】
次に、上述の如く構成された成形装置により所定肉厚の厚肉成形品を成形する要領について説明する。
【００２９】
図４は溶融樹脂を射出する前の型閉じ状態の成形装置を示す。この状態では、コントローラ２２の第１制御部２３から出力されたプランジャ進出指令により、油圧シリンダ８に油圧装置１７からプランジャ７を所定圧でキャビティ６を狭める方向に押圧するように油圧が供給され、プランジャ７は進出限界位置に進出してキャビティ容積を減少してキャビティ６は最も狭くなっている。
【００３０】
次いで、図５に示すように、溶融樹脂Ｒ′を射出装置１２の射出ノズル１３からスプル１１を経てリング状流路１０に射出すると、溶融樹脂Ｒ′はリング状流路１０から導入ゲート９を通過してキャビティ６に射出充填される。溶融樹脂Ｒ′の充填圧がプランジャ７の進出力（油圧シリンダ８の押圧力）よりも大きくなると、その差圧によってプランジャ７が後退し、キャビティ６の容積は所定の密度で充填される溶融樹脂Ｒ′により増大していく。
【００３１】
この際、導入ゲート９もプランジャ７の後退に伴って後退するので、キャビティ容積はプランジャ７の後退量に導入ゲート９の後退量を加えた分だけ増大し、プランジャ７の後退量に見合った分しかキャビティ容積が増大しない場合に比べて大きな密度差が生ずるのを回避でき、しかも、充填初期と充填終期とで充填圧に大きな差が生じないので、成形された厚肉成形品の密度を全体にほぼ均一にできて品質を確実に良くすることができる。
【００３２】
図６に示すように、溶融樹脂Ｒ′の充填圧でプランジャ７が後退限界位置まで後退してキャビティ容積が成形すべき厚肉成形品の体積に相当すると、このことを第２センサ２０が検出し、この検出信号がコントローラ２２に入力される。このことを受けてコントローラ２２の第２制御部２４からプランジャ停止指令が出力され、このプランジャ停止指令により、油圧シリンダ８に油圧装置１７からプランジャ７が停止するように油圧が供給され、プランジャ７が後退限界位置で後退動作を停止する。また、これと同時にコントローラ２２から射出停止指令が射出装置１２に出力され、溶融樹脂Ｒ′の射出が停止される。
【００３３】
その後、溶融樹脂Ｒ′はキャビティ６内で固化する過程で収縮する。この際、コントローラ２２の第３制御部２５からプランジャ進出指令が出力され、このプランジャ進出指令により、油圧シリンダ８に油圧装置１７からプランジャ７が進出するように油圧が供給され、図７に示すように、プランジャ７が溶融樹脂Ｒ′の冷却による収縮に伴って進出する。
【００３４】
このように、プランジャ７を成形段階に応じて進退させるだけで厚肉成形品Ｒを簡単に得ることができる。
【００３５】
また、プランジャ７周りで導入ゲート９を通過する溶融樹脂Ｒ′の圧力差を均等化してプランジャ７の傾倒を防止しているので、溶融樹脂Ｒ′の充填圧によるプランジャ７の後退動作に支障を来さないようにすることができる。
【００３６】
この状態で、溶融樹脂Ｒ′が完全に固化し、図８に示すように円柱状の厚肉成形品Ｒが成形されると、コントローラ２２の第４制御部２６からプランジャ後退指令が出力され、プランジャ７が再度、後退限界位置に後退し、このことを第２センサ２０が検出してプランジャ７の後退動作が停止する。これにより、プランジャ７が厚肉成形品Ｒから離脱して厚肉成形品Ｒの脱型に備える。
【００３７】
しかる後、図９に示すように、可動型４を後退させて成形型５を型開きし、厚肉成形品Ｒを脱型する。図１０に拡大詳示するように、この脱型直後の厚肉成形品Ｒには、スプル１１で固化した固形樹脂部ｒ１とリング状流路１０で固化した固形樹脂部ｒ２が一体に付着している。また、冷却による収縮部分は凹部ｒ３を形成しているとともに、厚肉成形品Ｒと固形樹脂部ｒ２との間にはリング状突出部１４に対応してリング状凹部ｒ４が形成されている。これら固形樹脂部ｒ１，ｒ２はリング状凹部ｒ４から切り離される。
【００３８】
なお、図１１は成形装置の別形態を示す図３相当図であり、固定型２及び可動型４のパーティングライン上にキャビティ６に連通する凹部２７が形成されている。これにより、厚肉成形品Ｒの上端部に上記凹部２７に相当する凸部が一体に形成される。この凸部は持ち運びに便利なように作業者が把持するようになっている。
【００３９】
また、厚肉成形品Ｒは上記の円柱状のものに限らず、例えば、図１２に示すように、カム部ｒ５が一体に形成された軸物や、図１３に示すように、凸状湾曲面ｒ６を両側に有する凸レンズ状の物、また、図１４に示すように、外周にスパイラルな雄ネジ部ｒ７を有する物等であってもよい。さらには、楕円形状、四角形、五角形、六角形、八角形等の多角形や、歯車形状、Ｄ字形状、台形等でもよい。
【００４０】
図１５はプランジャ７の別形態を示す。このプランジャ７は、外周面にプランジャ進退方向に延びる突条部７ｂと凹条部７ｃとが周方向に交互に設けられていて、プランジャ７が傾くことなくスムーズに進退するように上記突条部７ｂがキャビティ６の内周面に摺接するとともに、上記凹条部７ｃとキャビティ６の内周面との間に複数の導入ゲート９がプランジャ周方向に断続して形成されるようになっている。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
この発明は、例えば軸物等の厚肉成形品を成形する場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】一実施形態に係る成形装置の構成図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】図１のＢ部拡大図である。
【図４】溶融樹脂射出前の状態を示す成形工程図である。
【図５】溶融樹脂射出中の状態を示す成形工程図である。
【図６】溶融樹脂射出終了状態を示す成形工程図である。
【図７】溶融樹脂がキャビティで収縮してプランジャが進出した状態を示す成形工程図である。
【図８】溶融樹脂が固化して厚肉成形品が成形された状態を示す成形工程図である。
【図９】厚肉成形品を成形した後に成形型を型開きした状態を示す成形工程図である。
【図１０】脱型直後の厚肉成形品を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は底面図である。
【図１１】成形装置の別形態を示す図３相当図である。
【図１２】厚肉成形品の別形態１を示す斜視図である。
【図１３】厚肉成形品の別形態２を示す正面図である。
【図１４】厚肉成形品の別形態３を示す正面図である。
【図１５】プランジャの別形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４３】
５    成形型
６    キャビティ
７    プランジャ
８    油圧シリンダ（進退作動手段）
９    導入ゲート
１０  リング状流路
１１  スプル
１２  射出装置
１４  リング状突出部（制限手段）
２２  コントローラ（制御手段）
２３  第１制御部
２４  第２制御部
２５  第３制御部
２６  第４制御部
Ｒ    厚肉成形品
Ｒ′  溶融樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2005088316.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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